प्रारंभिक एट्रिंगाइट की आकृति विज्ञान पर सेलूलोज़ ईथर

प्रारंभिक सीमेंट घोल में एट्रिंगाइट की आकृति विज्ञान पर हाइड्रॉक्सीथाइल मिथाइल सेलूलोज़ ईथर और मिथाइल सेलूलोज़ ईथर के प्रभावों का अध्ययन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम) को स्कैन करके किया गया था। परिणाम बताते हैं कि हाइड्रॉक्सीथाइल मिथाइल सेलुलोज ईथर संशोधित घोल में एट्रिंगाइट क्रिस्टल की लंबाई-व्यास अनुपात सामान्य घोल की तुलना में छोटा है, और एट्रिंगाइट क्रिस्टल की आकृति विज्ञान छोटी छड़ जैसी है। मिथाइल सेलूलोज़ ईथर संशोधित घोल में एट्रिंगाइट क्रिस्टल की लंबाई-व्यास अनुपात सामान्य घोल की तुलना में बड़ा है, और एट्रिंगाइट क्रिस्टल की आकृति विज्ञान सुई-रॉड है। साधारण सीमेंट घोल में एट्रिंगाइट क्रिस्टल का पहलू अनुपात कहीं बीच में होता है। उपरोक्त प्रायोगिक अध्ययन के माध्यम से, यह और स्पष्ट है कि दो प्रकार के सेलूलोज़ ईथर के आणविक भार का अंतर एट्रिंगाइट की आकृति विज्ञान को प्रभावित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक है।

मुख्य शब्द:एट्रिंगाइट; लंबाई-व्यास अनुपात; मिथाइल सेलूलोज़ ईथर; हाइड्रोक्सीएथाइल मिथाइल सेलूलोज़ ईथर; आकृति विज्ञान

एट्रिंगाइट, थोड़ा विस्तारित जलयोजन उत्पाद के रूप में, सीमेंट कंक्रीट के प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है, और हमेशा सीमेंट-आधारित सामग्रियों का अनुसंधान हॉटस्पॉट रहा है। एट्रिंगाइट एक प्रकार का ट्राइसल्फाइड प्रकार का कैल्शियम एलुमिनेट हाइड्रेट है, इसका रासायनिक सूत्र [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O है, या इसे 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O के रूप में लिखा जा सकता है, जिसे अक्सर एएफटी के रूप में संक्षिप्त किया जाता है। . पोर्टलैंड सीमेंट प्रणाली में, एट्रिंगाइट मुख्य रूप से एल्यूमिनेट या फेरिक एल्यूमिनेट खनिजों के साथ जिप्सम की प्रतिक्रिया से बनता है, जो जलयोजन में देरी और सीमेंट की प्रारंभिक ताकत की भूमिका निभाता है। एट्रिंगाइट का गठन और आकारिकी तापमान, पीएच मान और आयन एकाग्रता जैसे कई कारकों से प्रभावित होती है। 1976 की शुरुआत में, मेथा एट अल। एएफटी की रूपात्मक विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया गया, और पाया गया कि ऐसे थोड़े विस्तारित जलयोजन उत्पादों की आकृति विज्ञान थोड़ा अलग था जब विकास स्थान काफी बड़ा था और जब स्थान सीमित था। पहला ज्यादातर पतला सुई-छड़ के आकार का गोलाकार था, जबकि बाद वाला ज्यादातर छोटी छड़ के आकार का प्रिज्म था। यांग वेन्यान के शोध में पाया गया कि अलग-अलग इलाज के वातावरण के साथ एएफटी रूप अलग-अलग थे। गीला वातावरण विस्तार-डोप्ड कंक्रीट में एएफटी उत्पादन में देरी करेगा और कंक्रीट में सूजन और दरार की संभावना बढ़ जाएगी। विभिन्न वातावरण न केवल एएफटी के गठन और माइक्रोस्ट्रक्चर को प्रभावित करते हैं, बल्कि इसकी मात्रा स्थिरता को भी प्रभावित करते हैं। चेन हक्सिंग एट अल. पाया गया कि C3A सामग्री की वृद्धि के साथ AFT की दीर्घकालिक स्थिरता कम हो गई। क्लार्क और मोंटेइरो एट अल। पाया गया कि पर्यावरणीय दबाव में वृद्धि के साथ, एएफटी क्रिस्टल संरचना क्रम से विकार में बदल गई। बालोनिस और ग्लासर ने एएफएम और एएफटी के घनत्व परिवर्तनों की समीक्षा की। रेनॉडिन एट अल. समाधान में विसर्जन से पहले और बाद में एएफटी के संरचनात्मक परिवर्तनों और रमन स्पेक्ट्रम में एएफटी के संरचनात्मक मापदंडों का अध्ययन किया। कुंथर एट अल. एनएमआर द्वारा एएफटी क्रिस्टलीकरण दबाव पर सीएसएच जेल कैल्शियम-सिलिकॉन अनुपात और सल्फेट आयन के बीच बातचीत के प्रभाव का अध्ययन किया गया। साथ ही, सीमेंट-आधारित सामग्रियों में एएफटी के अनुप्रयोग के आधार पर, वेंक एट अल। हार्ड सिंक्रोट्रॉन विकिरण एक्स-रे विवर्तन परिष्करण प्रौद्योगिकी के माध्यम से कंक्रीट अनुभाग के एएफटी क्रिस्टल अभिविन्यास का अध्ययन किया गया। मिश्रित सीमेंट में एएफटी के गठन और एट्रिंगाइट के अनुसंधान हॉटस्पॉट का पता लगाया गया। विलंबित एट्रिंगाइट प्रतिक्रिया के आधार पर, कुछ विद्वानों ने एएफटी चरण के कारण पर बहुत सारे शोध किए हैं।

एट्रिंगाइट के निर्माण के कारण होने वाला आयतन विस्तार कभी-कभी अनुकूल होता है, और यह सीमेंट-आधारित सामग्रियों की आयतन स्थिरता बनाए रखने के लिए मैग्नीशियम ऑक्साइड विस्तार एजेंट के समान "विस्तार" के रूप में कार्य कर सकता है। पॉलिमर इमल्शन और रिडिस्पर्सिबल इमल्शन पाउडर के जुड़ने से सीमेंट-आधारित सामग्रियों की सूक्ष्म संरचना पर उनके महत्वपूर्ण प्रभाव के कारण सीमेंट-आधारित सामग्रियों के मैक्रोस्कोपिक गुणों में परिवर्तन होता है। हालांकि, रिडिस्पर्सिबल इमल्शन पाउडर के विपरीत, जो मुख्य रूप से कठोर मोर्टार की बॉन्डिंग संपत्ति को बढ़ाता है, पानी में घुलनशील पॉलिमर सेलूलोज़ ईथर (सीई) नए मिश्रित मोर्टार को अच्छा जल प्रतिधारण और गाढ़ा प्रभाव देता है, जिससे कामकाजी प्रदर्शन में सुधार होता है। गैर-आयनिक सीई का आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जिसमें मिथाइल सेलुलोज (एमसी), हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलुलोज (एचईसी), हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज (एचपीएमसी) शामिल हैं।हाइड्रोक्सीएथाइल मिथाइल सेलुलोज (एचईएमसी), आदि, और सीई नव मिश्रित मोर्टार में एक भूमिका निभाता है लेकिन सीमेंट घोल की जलयोजन प्रक्रिया को भी प्रभावित करता है। अध्ययनों से पता चला है कि एचईएमसी जलयोजन उत्पाद के रूप में उत्पादित एएफटी की मात्रा को बदल देता है। हालाँकि, किसी भी अध्ययन ने व्यवस्थित रूप से एएफटी की सूक्ष्म आकृति विज्ञान पर सीई के प्रभाव की तुलना नहीं की है, इसलिए यह पेपर छवि विश्लेषण के माध्यम से प्रारंभिक (1-दिवसीय) सीमेंट घोल में एट्रिंघम की सूक्ष्म आकृति विज्ञान पर एचईएमसी और एमसी के प्रभाव के अंतर की पड़ताल करता है और तुलना।

1. प्रयोग

1.1 कच्चा माल

अनहुइ कोंच सीमेंट कंपनी लिमिटेड द्वारा उत्पादित P·II 52.5R पोर्टलैंड सीमेंट को प्रयोग में सीमेंट के रूप में चुना गया था। दो सेल्युलोज ईथर क्रमशः हाइड्रॉक्सीथाइल मिथाइलसेलुलोज (एचईएमसी) और मिथाइलसेलुलोज (मिथाइलसेलुलोज, शंघाई सिनोपैथ ग्रुप) हैं। एमसी); मिश्रण करने वाला पानी नल का पानी है।

1.2 प्रायोगिक तरीके

सीमेंट पेस्ट के नमूने का जल-सीमेंट अनुपात 0.4 (पानी और सीमेंट का द्रव्यमान अनुपात) था, और सेलूलोज़ ईथर की सामग्री सीमेंट के द्रव्यमान का 1% थी। नमूने की तैयारी GB1346-2011 "पानी की खपत के लिए परीक्षण विधि, सीमेंट मानक संगति का समय और स्थिरता निर्धारित करने" के अनुसार की गई थी। नमूना बनाने के बाद, सतह के पानी के वाष्पीकरण और कार्बोनाइजेशन को रोकने के लिए मोल्ड की सतह पर प्लास्टिक की फिल्म को लपेटा गया था, और नमूने को (20±2)℃ के तापमान और (60±5) की सापेक्ष आर्द्रता के साथ एक इलाज कक्ष में रखा गया था। ) %. 1 दिन के बाद, साँचे को हटा दिया गया, और नमूना तोड़ दिया गया, फिर बीच से एक छोटा सा नमूना लिया गया और जलयोजन को समाप्त करने के लिए निर्जल इथेनॉल में भिगोया गया, और परीक्षण से पहले नमूना बाहर निकाला गया और सुखाया गया। सूखे नमूनों को प्रवाहकीय दो तरफा चिपकने वाले के साथ नमूना तालिका से चिपकाया गया था, और क्रेसिंगटन 108ऑटो स्वचालित आयन स्पटरिंग उपकरण द्वारा सतह पर सोने की फिल्म की एक परत छिड़की गई थी। स्पटरिंग करंट 20 mA था और स्पटरिंग समय 60 s था। नमूना अनुभाग पर एएफटी की रूपात्मक विशेषताओं का निरीक्षण करने के लिए एफईआई क्वांटाफेग 650 पर्यावरण स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (ईएसईएम) का उपयोग किया गया था। एएफटी का निरीक्षण करने के लिए उच्च वैक्यूम सेकेंडरी इलेक्ट्रॉन मोड का उपयोग किया गया था। त्वरण वोल्टेज 15 केवी था, बीम स्पॉट व्यास 3.0 एनएम था, और कार्य दूरी लगभग 10 मिमी पर नियंत्रित की गई थी।

2. परिणाम और चर्चा

कठोर एचईएमसी-संशोधित सीमेंट घोल में एट्रिंगाइट की एसईएम छवियों से पता चला कि स्तरित सीए (ओएच) 2 (सीएच) की अभिविन्यास वृद्धि स्पष्ट थी, और एएफटी ने छोटी छड़ जैसी एएफटी का अनियमित संचय दिखाया, और कुछ छोटी छड़ जैसी एएफटी को कवर किया गया था एचईएमसी झिल्ली संरचना के साथ। झांग डोंगफैंग एट अल। ईएसईएम के माध्यम से एचईएमसी संशोधित सीमेंट घोल के सूक्ष्म संरचना परिवर्तनों का अवलोकन करने पर छोटी छड़ जैसी एएफटी भी पाई गई। उनका मानना ​​था कि साधारण सीमेंट घोल पानी के संपर्क में आने के बाद तेजी से प्रतिक्रिया करता है, इसलिए एएफटी क्रिस्टल पतला था, और जलयोजन आयु के विस्तार से लंबाई-व्यास अनुपात में लगातार वृद्धि हुई। हालांकि, एचईएमसी ने समाधान की चिपचिपाहट बढ़ा दी, समाधान में आयनों की बंधन दर कम कर दी और क्लिंकर कणों की सतह पर पानी के आगमन में देरी की, इसलिए एएफटी की लंबाई-व्यास अनुपात कमजोर प्रवृत्ति में बढ़ गया और इसकी रूपात्मक विशेषताएं दिखाई दीं छोटी छड़ जैसी आकृति। समान उम्र के साधारण सीमेंट घोल में एएफटी की तुलना में, इस सिद्धांत को आंशिक रूप से सत्यापित किया गया है, लेकिन यह एमसी संशोधित सीमेंट घोल में एएफटी के रूपात्मक परिवर्तनों को समझाने के लिए लागू नहीं है। 1-दिवसीय कठोर एमसी संशोधित सीमेंट घोल में एट्रिडाइट की एसईएम छवियों ने स्तरित सीए (ओएच) 2 के उन्मुख विकास को भी दिखाया, कुछ एएफटी सतहों को एमसी की फिल्म संरचना के साथ भी कवर किया गया था, और एएफटी ने क्लस्टर विकास की रूपात्मक विशेषताओं को दिखाया। हालाँकि, तुलनात्मक रूप से, एमसी संशोधित सीमेंट घोल में एएफटी क्रिस्टल की लंबाई-व्यास अनुपात बड़ा होता है और अधिक पतला आकार होता है, जो एक विशिष्ट एसिकुलर आकारिकी दर्शाता है।

एचईएमसी और एमसी दोनों ने सीमेंट की प्रारंभिक जलयोजन प्रक्रिया में देरी की और समाधान की चिपचिपाहट में वृद्धि की, लेकिन उनके कारण एएफटी रूपात्मक विशेषताओं में अंतर अभी भी महत्वपूर्ण थे। उपरोक्त घटना को सेल्युलोज ईथर की आणविक संरचना और एएफटी क्रिस्टल संरचना के परिप्रेक्ष्य से और अधिक विस्तृत किया जा सकता है। रेनॉडिन एट अल. "गीला एएफटी" प्राप्त करने के लिए संश्लेषित एएफटी को तैयार क्षार समाधान में भिगोया गया, और इसे आंशिक रूप से हटा दिया गया और "शुष्क एएफटी" प्राप्त करने के लिए इसे संतृप्त CaCl2 समाधान (35% सापेक्ष आर्द्रता) की सतह पर सुखाया गया। रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी और एक्स-रे पाउडर विवर्तन द्वारा संरचना शोधन अध्ययन के बाद, यह पाया गया कि दोनों संरचनाओं के बीच कोई अंतर नहीं था, केवल सुखाने की प्रक्रिया में, यानी पर्यावरण की प्रक्रिया में कोशिकाओं के क्रिस्टल गठन की दिशा बदल गई "गीले" से "सूखे" में परिवर्तन, एएफटी क्रिस्टल ने कोशिकाओं को सामान्य दिशा में धीरे-धीरे बढ़ाया। सी सामान्य दिशा में एएफटी क्रिस्टल कम और कम होते गए। त्रि-आयामी अंतरिक्ष की सबसे बुनियादी इकाई एक सामान्य रेखा, बी सामान्य रेखा और सी सामान्य रेखा से बनी होती है जो एक दूसरे के लंबवत होती हैं। ऐसे मामले में जब बी मानक तय किए गए थे, एएफटी क्रिस्टल सामान्य के साथ क्लस्टर हो गए, जिसके परिणामस्वरूप एबी सामान्य के विमान में एक बड़ा सेल क्रॉस सेक्शन हुआ। इस प्रकार, यदि एचईएमसी एमसी की तुलना में अधिक पानी "भंडारित" करता है, तो स्थानीय क्षेत्र में "शुष्क" वातावरण उत्पन्न हो सकता है, जो पार्श्व एकत्रीकरण और एएफटी क्रिस्टल के विकास को प्रोत्साहित करता है। पाटुरल एट अल. पाया गया कि सीई के लिए, पोलीमराइजेशन की डिग्री जितनी अधिक होगी (या आणविक भार जितना बड़ा होगा), सीई की चिपचिपाहट उतनी ही अधिक होगी और जल प्रतिधारण प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा। एचईएमसी और एमसीएस की आणविक संरचना इस परिकल्पना का समर्थन करती है, जिसमें हाइड्रॉक्सीएथाइल समूह का आणविक भार हाइड्रोजन समूह की तुलना में बहुत बड़ा होता है।

आम तौर पर, एएफटी क्रिस्टल तभी बनेंगे और अवक्षेपित होंगे जब प्रासंगिक आयन समाधान प्रणाली में एक निश्चित संतृप्ति तक पहुंच जाएंगे। इसलिए, प्रतिक्रिया समाधान में आयन एकाग्रता, तापमान, पीएच मान और गठन स्थान जैसे कारक एएफटी क्रिस्टल की आकृति विज्ञान को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकते हैं, और कृत्रिम संश्लेषण स्थितियों में परिवर्तन एएफटी क्रिस्टल की आकृति विज्ञान को बदल सकते हैं। इसलिए, दोनों के बीच साधारण सीमेंट घोल में एएफटी क्रिस्टल का अनुपात सीमेंट के प्रारंभिक जलयोजन में पानी की खपत के एकल कारक के कारण हो सकता है। हालाँकि, HEMC और MC के कारण होने वाले AFT क्रिस्टल आकारिकी में अंतर मुख्य रूप से उनके विशेष जल प्रतिधारण तंत्र के कारण होना चाहिए। हेमक्स और एमसीएस ताजा सीमेंट घोल के माइक्रोज़ोन के भीतर जल परिवहन का एक "बंद लूप" बनाते हैं, जिससे "छोटी अवधि" की अनुमति मिलती है जिसमें पानी "अंदर आना आसान और बाहर निकलना मुश्किल होता है।" हालाँकि, इस अवधि के दौरान, माइक्रोज़ोन में और उसके आस-पास तरल चरण का वातावरण भी बदल जाता है। आयन सांद्रता, पीएच, आदि जैसे कारक, विकास पर्यावरण का परिवर्तन आगे एएफटी क्रिस्टल की रूपात्मक विशेषताओं में परिलक्षित होता है। जल परिवहन का यह "बंद लूप" पॉर्चेज़ एट अल द्वारा वर्णित क्रिया तंत्र के समान है। एचपीएमसी जल धारण में भूमिका निभा रहा है।

3. निष्कर्ष

(1) हाइड्रॉक्सीएथाइल मिथाइल सेल्युलोज ईथर (एचईएमसी) और मिथाइल सेल्युलोज ईथर (एमसी) को मिलाने से प्रारंभिक (1 दिन) साधारण सीमेंट घोल में एट्रिंगाइट की आकृति विज्ञान में महत्वपूर्ण परिवर्तन हो सकता है।

(2) एचईएमसी संशोधित सीमेंट घोल में एट्रिंगाइट क्रिस्टल की लंबाई और व्यास छोटी और छोटी छड़ के आकार की होती है; एमसी संशोधित सीमेंट घोल में एट्रिंगाइट क्रिस्टल की लंबाई और व्यास का अनुपात बड़ा है, जो सुई-रॉड आकार का है। साधारण सीमेंट घोल में एट्रिंगाइट क्रिस्टल का इन दोनों के बीच एक पहलू अनुपात होता है।

(3) एट्रिंगाइट की आकृति विज्ञान पर दो सेलूलोज़ ईथर के अलग-अलग प्रभाव अनिवार्य रूप से आणविक भार में अंतर के कारण होते हैं।